• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

クロムの分子地球化学 : 同位体分別機構の解明と古環境解析への応用

Research Project

Project/Area Number 11F01331
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Geochemistry/Astrochemistry
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

高橋 嘉夫  広島大学, 大学院理学研究科, 教授

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) FAN Qiaohui  広島大学, 大学院理学研究科, 外国人特別研究員
FAN Qiaohui  広島大学, 大学院・理学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2013: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2012: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2011: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Keywordsクロム / モリブデン / タングステン / 同位体比 / XAFS法 / マンガン団塊 / セシウム / 移行挙動 / XAFS / 微量元素 / 同位体 / 鉛 / 海洋 / 炭酸イオン / マンガン団魂
Research Abstract

Fan氏は、2011年11月に着任後、海洋地球化学、環境放射化学の分野で精力的に研究を推進した。
1. 水酸化鉄およびマンガン酸化物へのクロムの吸着機構の解明 : クロム(Cr)・モリブデン(Mo)・タングステン(W)は同族元素であり、その化学的挙動は類似している。このうちクロムは、分配挙動や同位体比を利用した古海洋環境復元のためのプロキシとして期待されている。これら元素の堆積物への吸着反応をはじめ、固液界面における分配挙動や同位体分別の報告は多くされている一方で、そのメカニズムにはまだ不明な点が多い。そこで本研究では天然試料の分析・室内実験・量子化学計算の3つの手法を用いてより詳細な固液界面における微量元素の吸着反応に関する研究を行った。Cr(VDを鉄水酸化物表面に吸着させ、吸着量の測定やEXAFS解析による吸着構造の決定を行い、MoやWの結果と比較した。その結果、Crは鉄鉱物表面に四面体構造のまま吸着していることが分かった。さらに鉄水酸化物にCr、Moは外圏錯体、Wは内圏錯体として吸着していることが分かった。また、Cr・Mo・Wの濃集の順序は天然試料の分析結果と同様であり、三瓶温泉に堆積する鉄水酸化物にCrやMoよりWが濃集している現象は、吸着元素の構造の違い(内圏錯体か外圏錯体)により決定されることが示唆された。さらに水酸化鉄へのクロム酸の吸着構造を量子化学計算の安定構造解析から推定した結果、やはり外圏錯体が安定であることが分かった。また外圏錯体を生成することは、クロム酸の同位体比が水酸化鉄などに吸着する際に変化しないこれまでの知見をサポートする結果であり、本研究は室内実験、野外調査、量子化学計算などの多方面からクロム酸の吸着現象を扱った研究として極めて重要である。成果の一部は、TakahashietaL (2014)に報告済みである。
2. 放射性セシウムのバーミキュライトへの吸着に及ぼす腐植物質の影響 : 福島原発事故により放射性セシウムが環境中へ放出された結果、セシウムがバーミキュライトなどの粘土鉱物・雲母に安定に取り込まれる現象が注目を集めているが、その際、環境中に存在する腐植物質がこの取り込みにどのような影響を及ぼすかは明確ではない。この点についてFan氏は、XAFS法、選択的溶出法などを主な手段とし、腐植物質の存在の有無によるバーミキュライトへのセシウムの吸着挙動の違い、特に腐植物質が鉱物表面を覆うことによりセシウムの吸着が阻害される効果を明らかにした(Fan et al., in press)。また、EXAFSが示す構造データと、RIPなどの放射性セシウムの固相に吸着される強さの指標とがよく相関することを示し、これまで不明確だったRIPの意味をEXAFS法から明確にした(Fan et al., submitted)。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (6 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] An EXAFS Study on the Effects of Natural Organic Matter and the Expandability of Clay Minerals on Cesium Adsorption and Mobility.2014

    • Author(s)
      Q. H. Fan, M. Tanaka, K. Tanaka, A. Sakaguchi, and Y. Takahashi
    • Journal Title

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      Volume: 135 Pages: 49-65

    • DOI

      10.1016/j.gca.2014.02.049

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigation of Cs(I) uptake on Beishan soil combined batch and EDS techniques2012

    • Author(s)
      Q, H. Fan, et al.
    • Journal Title

      Applied Radiation and Isotopes

      Volume: 70 Pages: 13-19

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigation of cesium adsorption on soil and sediment samples from Fukushima Prefecture by sequential extnaction and EXAFS technique2012

    • Author(s)
      H. B. Qin, Q, H. Fan, et al.
    • Journal Title

      Geochemical Journal

      Volume: 46 Pages: 297-302

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Studies of Eu(III) sorption on TiO2 : Effects of pH, humic acid and poly(acrylic acid)2012

    • Author(s)
      J.Z.Xu, Q.H.Fan, et al
    • Journal Title

      Chemical Engineering Journal

      Volume: 179 Pages: 186-192

    • DOI

      10.1016/j.cej.2011.10.079

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] An EXAFS Study on the effect of mineralogy composition and naturalorganic matter on cesium adsorption and mobility2013

    • Author(s)
      Q. H. Fan and Y. Takahashi
    • Organizer
      The 5th Asia-Pacific symposium on radiochemistry (APSORC'13)
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2013-09-23
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Relationship between adsorption species of cesium and radiocesium interception potential (RIP) for soil and clay minerals2013

    • Author(s)
      Q. H. Fan、高橋嘉夫
    • Organizer
      2013年度日本地球化学会年会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2013-09-15
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] XAFS法による層状ケイ酸塩に対するセシウムの吸着挙動の解明2013

    • Author(s)
      高橋嘉夫、Q. H. Fan、山口紀子
    • Organizer
      2013年度環境化学討論会
    • Place of Presentation
      東京農工大学
    • Year and Date
      2013-08-02
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] XAFS applications to environmental & resource studies2012

    • Author(s)
      Yoshio Takahashi
    • Organizer
      The 6th Asia-Oceania Forum for Synchrotron Radiation Research (AOFSRR 2012)
    • Place of Presentation
      バンコク・タイ(招待講演)
    • Year and Date
      2012-08-17
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Speciation of elements in aerosols by xafs related to the neutralization of acid rain, cooling effect, and iron supply to the pacific ocean2012

    • Author(s)
      Yoshio Takahashi
    • Organizer
      The 15th International Conference on x-ray Absorption Fine Structure (XAFS15)
    • Place of Presentation
      北京・中国(招待講演)
    • Year and Date
      2012-07-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Environmental behavior of radiocesium : its heterogeniety in aerosols, soils, and particulate matters2012

    • Author(s)
      Yoshio Takahashi
    • Organizer
      4th ASRC International Workshop "Transformation of Radionuclides by Microorganisms, Clays, Plants : Implication for Migration and Remediation"
    • Place of Presentation
      いばらき量子ビーム研究センター(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-14
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Book] Subseafloor Biosphere Linked to Global Hydrothermal Systems ; TAIGA Concept2014

    • Author(s)
      Y. Takahashi, D. Ariga, Q. H. Fan, and T. Kashiwabara
    • Publisher
      Springer Japan (in press)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] 宇宙と地球の化学事典2012

    • Author(s)
      高橋嘉夫
    • Total Pages
      479
    • Publisher
      朝倉書店
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-12-22   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi